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放射性测量技术
放射性物理测量技术
摘要：简要介绍了我国铀矿勘查中常用放射性物理方法的基本原理、相关的基本概念、当前所采用的一些勘查技术，同时还对我国在相关方面的新技术的研发做了简要介绍。铀矿勘查和勘探主要有核物探（放射性物探）、普通地球物理测量及地球化学测量等方法，近年来又积极开展应用遥感、电算及分析测试等先进技术的研究，本文主要介绍核物探的当前应用现状。
核物探是由核技术在地学中的应用而形成的一门学科，早期称之为放射性地球物理勘探，简称放射性物探，它是利用岩石的放射性物理性质寻找放射性矿产的一种方法技术。我国核物探经历了60年的发展，在总体上不断发展壮大，方法技术由单一走向综合，应用由单领域走向多领域。不光是单一的放射性矿产领域，还用于非放射性矿产领域，在工业、农业、医学和环境等领域也均有应用。
1. γ测量技术
γ测量按测量方式可分为航天、航空、地面、坑中、井中、水底、海底和室内等，按道址可分为γ总量测量和γ能谱测量。γ总量测量是测量介质γ射线强度（或照射量率）来进行生产和研究。在铀矿找矿工作中，γ总量测量的主要任务是，在分析研究区域地质背景和成矿地质条件的基础上，通过系统测定各地质体岩石γ照射量率寻找异常点、带，研究γ场特征及其与铀矿化的关系。从而评价区域铀矿产资源和寻找具有经济价值的铀矿床。γ能谱测量是利用γ能谱仪，在天然产状条件下，测量岩石或矿体所引起的γ能谱，直接确定岩石或矿石的铀、钍、钾等三种放射性核素含量的一种物探方法。因为自然界每种丫辐射体都释放出自己所特有的、具有一定能量的γ射线。所以，只要测出某种能量的γ谱线，就可以确定其相应放射性同位素的存在，并可通过与标准样的谱线强度对比，确定试样中放射性同位素的含量。
2. 氡及其子体测量技术
地学界所指的氡主要是天然铀衰变系列中核素222Rn，半衰期为3.825 d，为α辐射体。
218氡的子体分为短寿命子体和长寿命子体，氡的短寿命子体主要是：Po
214Bi和214Po,
氡的长寿命子体主要是:210Pb
210Bi和210Po。测量氡的方法种类较多，以测量氡及其子体的α放射性为主（活性炭方法除外，该方法主要测量214Bi放出的γ射线），按照测量时间可分为瞬时测量、累积（积分）测量。瞬时测量主要测量氡的短寿命子体，该方法工作效率高， 但受气象等因素影响大，表现在测量剖面数据起伏变化大；累积测量主要测量对象是氡的长寿命子体，该方法工作效率低，但受短期因素影响小，异常的稳定性较好。按照测量对象可分为射气测量、氡子体测量。常用的氡及其子体测量方法有：传统射气测量、218Po测量、α径迹测量、活性炭测量、210Po测量、热释光测量、液体闪烁测氡法、带电和自然α卡测量，以及其他方法如氡管法等。讲义上对活性炭测量、α径迹测量、210Po测量都有非常详细的描述，因此下面将主要介绍热释光测量、α卡测量和218Po测量。
2.1 热释光测量
热释光法也是一种探测隐伏铀矿的有效方法。最初是将热释光探测器如CaSO4（Dy）、LiF（Mg , Ti )等埋于土壤中接受天然放射性照射。若干天之后将其取出，通过加热到一定温度，使其发光，即产生热释光。热释光的强度与探测器受放射性照射的剂量成正比，据此研究空间辐射场的分布，用于铀矿勘查。土壤和砂中含有大量具有半导体性质的结晶矿物（如
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核辐射监测技术
文章来源：军民结合推进司
【技术开发单位】中国兵器装备集团公司第五八研究所
【技术简介】从“十五”开始，五八所在核辐射监测与安全防护领域进行了深入研究，突破了核辐射监测的关键技术，承担了二炮东风某型导弹指挥车和某型雷达车，陆军某型轮式侦察车和侦察维修车的核生化监测防护装备的研制任务，承担了中核四零四核材料厂人员全身污染监测仪、小物项污染监测仪等核辐射监测仪器的研制任务，为我国的核设施及部队提供了上百套的核辐射监测单机装备。五八所研制的人员全身污染监测仪、衣物污染监测仪、手足污染监测仪等一批核辐射监测仪器打破了国外垄断，成功应用于多个核设施，替代了进口产品，技术达到国际领先，在国内处于技术垄断地位，主要竞争对手为国外厂商。
五八所在核辐射监测领域突破了大面积辐射探测技术、高灵敏度的放射性快速监测技术、γ谱分析技术等众多关键技术。利用大面积辐射探测器+光电倍增管的方式实现了人员、车辆、衣物、工具等固定式和移动式测量，利用γ谱分析技术实现了放射性核素的有效快速识别。
【技术特点】
技术特点和优势，国内外情况对比等（500字以内）
利用大面积塑料闪烁体进行辐射探测，探测效率高，反映灵敏，电路设计、信号处理、软件算法等相关技术在国内处于领先地位，达到国际技术先进水平。
按通用的国际算法辐射测量最低可探测限低。α、β达到0.4Bq/cm2，γ达到1800Bq，达到国际领先水平。
五八所以信息化自动控制技术为核心，具有严格的军工质量管理体系，具有研制、生产、维护武器装备经验，设备的可靠性、稳定性高。利用军用核辐射监测技术研制的防护设备得到部队肯定，将这种军用技术应用于放射性污染监测设备，提高了设备的稳定性和可靠性，适合核电站、核材料厂等特殊应用场所的安全性、可靠性要求。
【技术指标】
测量射线种类：α粒子、β及γ射线；
α、β最低可探测活度：
β最低可探测活度：在置信水平99%，环境本底0.1μSv/h，连续测量时间10s，距探头间距为2.5cm的条件下，0.4Bq/cm2；
α最低可探测活度：本底小于0.1cps条件下，0.04Bq/cm2（239Pu）。
γ最低可探测活度：
在环境本底辐射1μSv/h、置信度水平99%、测量时间10s、源距探测器20cm的条件下，仪器对100cm2的137Cs参考源的最低可探测限为3000Bq；60Co参考源的最低可探测限为1800Bq；
误警率：≤1/1000
【技术水平】国际先进
【可应用领域和范围】核电站的放射性监测、核废物处理、医疗保健、公共安全、环保、地质勘察等
【技术状态】试生产阶段
【合作方式】技术服务
【投入需求】5000万元
【转化周期】2年
【预期效益】核辐射监测设备是核电站、环保、公共安全、医疗保健等领域的必需设备，需求量大，预计产品投放市场后，前五年每年可产生约5000万元的经济效益。
此外，该技术的研究和推广符合国家产业发展政策、实现科技创新和技术进步，有效保障核设施设备安全运行、人身健康和平安社会，杜绝放射性污染带来的社会动荡及恐慌，维护正常社会秩序。技术的运用领域广泛，具有广阔的市场前景，为国家节约大量外汇，同时提升我国核检测技术及相关产业发展，突破技术屏障。未来发展规模同时也可带动周边经济发展，增长社会就业岗位，保护环境，具有广泛的社会效益，为构建和谐社会、平安社会作出贡献。&&&&【联系方式】牛德青& /
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工业和信息化部 版权所有 京ICP备 号低本底多道γ能谱仪,伽马能谱仪，建材放射性检测仪
低本底多道γ能谱仪,伽马能谱仪，建材放射性检测仪
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厂商性质：经销商品牌：
公司名称： 北京中科路建仪器设备有限公司
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CIT-3000F低本底伽玛能谱仪是北京中科路建仪器设备有限公司自行研发的新一代智能微机化低本底多道γ谱仪。该仪器是各级质量技术 监督检验部门、卫生防疫部门、环境保护、地质勘查、石材评价、科学研究和加工等单位进行226Ra、232Th、40K放射性 比活度和氡气定量测试的必备检验仪器。
【产品型号】 CIT-3000F 【产品特点】 CIT-3000F低本底伽玛能谱仪是北京中科路建仪器设备有限公司自行研发的新一代智能微机化低本底多道&谱仪。该仪器是各级质量技术 监督检验部门、卫生防疫部门、环境保护、地质勘查、石材评价、科学研究和加工等单位进行226Ra、232Th、40K放射性 比活度和氡气定量测试的必备检验仪器。 该仪器是测定放射性物质&射线能量的辐射仪。能谱仪主要有探测器、脉冲幅度分析器、记录显示电路三部分组成。低本底伽玛&能谱仪实验通过同时测量速度接近光速C的高速电子（ 粒子）的动量和动能来证明狭义相对论的正确性。能量为1MeV 粒子速度为0.94C. 实验所用 粒子的能量在0.4～2.27MeV范围。其速度非常接近光速C。所以能验证动质能的相对论关系。学习磁谱仪的测量原理及其他核物理的实验方法和技术。&射线是原子核衰变或裂变时放出的辐射，本质上它是一种能量比可见光和X射线高得多的电磁辐射。利用&射线和物质相互作用的规律，人们设计和制造了多种类型的射线探测器。闪烁探测器即是其中之一。它是利用某些物质在射线作用下发光的特性来探测射线的仪器，既能测量射线的强度，也能测量射线的能量，在核物理研究和放射性同位素测量中得到广泛的应用。本实验介绍一种常用的&射线测量仪器：碘化钠单晶&射线探测仪及 粒子的动量和动能相对论效应。【技术特点】&& 1、该仪器由中国测试研究院刻度和检定（仪器都单独出具&检定证书&），确保仪器指标完全符合国家质&&&&&& 量监督检验检疫总局日实施的&建筑材料放射性核素限量（GB）&之检验标准。符合&谱&&&&&& 仪检定规程（JJG 417-2006）&& 2、测量精度：当样品的比活度大于18.5Bq/Kg时，其总不确定度不大于15%；&& 3、测量时间：室内定量分析2550秒；现场快速分析：500秒；&& 4、采用低功耗1024道多道脉冲分析器。仪器分辨率：优于8%（137Cs 0.66MeV）；积分非线性&0.003%；微分非线性&4%；死时间&10微秒；&& 5、单核素标准物质进行校准，快速、准确、方便；&& 6、在能区50keV-3000keV内本底计数率不大于6s-1（cps）；&& 7、Windows全中文操作系统，人机对话，汉字菜单显示，操作简单方便；&& 8、整机功耗：电流小于300mA；&& 9、使用温度： 0℃&50℃。 【主要配置】& 1、& 智能化低本底多道&能谱仪1024道主机一台；[符合&谱仪检定规程（JJG 417）]& 2、& 高灵敏低钾NaI（Tl）能谱探头一个（Ф75&75mm）；[符合&谱仪检定规程（JJG 417）]& 3、& 新一代标准铅室1套（壁厚100mm，内径200mm）；[符合&谱仪检定规程（JJG 417）]& 4、& 标准物质容器一套；& 5、& 系统操作软件一套；& 6、& 通讯电缆一根；& 7、& 国家放射性标准物质一套（镭、钍、钾各一份）；& 8、& 国家放射性标准物质证书3份（镭、钍、钾各一份）；& 9、& 放射性标准样品盒一套；& 10、 国家级仪器鉴定证书一份（中国测试技术研究院）；& 11、 用户使用说明书一份；& 12、 品牌电脑一台；& 13、 打印机一台（选配品）； 【仪器介绍】&1、 碘化钠[NaI（TI）]探测器&&&&& 碘化钠探测器由碘化钠晶体、光电倍增管和前置放大器组成，是碘化钠&谱仪的重要组成部分。测镭-226、钍-232、钾-40等天然放射性活度时碘化钠晶体尺寸应不小于ф75mm&75mm。&2、 屏蔽室&&&&&&& 屏蔽室是&谱仪的重要组成配件。测量镭-226、钍-232、钾-40等天然放射性活度时屏蔽室壁厚不小于100mm铅当量，内腔直径不小于200mm。&3、 多道脉冲幅度分析器&&&&&&& 应有实时间和活时间功能，道数不小于512道。&4、 样品盒【实验原理】核辐射与某些物质相互作用会使其电离、激发而发射荧光，闪烁探测器就是利用这一特性来工作的。闪烁探测器有闪烁体、光电倍增管和相应的电子仪器三个主要部分组成。上图中探测器最前端是一个对射线灵敏并能产生闪烁光的闪烁体，当射线（如&、?）进入闪烁体时，在某一地点产生次级电子，它使闪烁体分子电离和激发，退激时发出大量光子（一般光谱范围从可见光到紫外光，并且光子向四面八方发射出去）。在闪烁体周围包以反射物质，使光子集中向光电倍增管方向射出去。低本底伽玛&能谱仪所谓射线的能谱，是指各种不同能量粒子的相对强度分布；把它画到以能量E为横坐标，单位时间内测到的射线粒子数为纵坐标的图上是一条曲线。根据这条曲线，我们可以清楚地看到此种射线中各种能量的粒子所占的百分比。在单道中还有一个窗宽?V，使幅度大于V0+?V的脉冲亦被挡住，只让幅度为 的信号通过，单道脉冲分析器的功能是把线性脉冲放大器的输出脉冲按高度分类：若线性脉冲放大器的输出是0~10V，如果把它按脉冲高度分成500级，或称为500道，则每道宽度为0.02V，也就是输出脉冲的高度按0.02V的级差来分类。逐点增加V0，这样就可以测出整个谱形。低本底伽玛&能谱仪&射线与物质相互作用时可能产生三种效应：光电效应、康普顿效应和电子对效应，这三种效应产生的次级电子在NaI（Tl）晶体中产生闪烁发光；如光电效应 康普顿效应 电子对效应【实验过程】低本底伽玛&能谱仪归结起来，闪烁探测器的工作可分为五个相互联系的过程：&1） 射线进入闪烁体，与之发生相互作用，闪烁体吸收带电粒子能量而使原子、分子电离和激发；&2） 受激原子、分子退激时发射荧光光子；&3）利用反射物和光导将闪烁光子尽可能多地收集到光电倍增管的光阴极上，由于光电效应，光子在光阴极上击出光电子；&4） 光电子在光电倍增管中倍增，数量由一个增加到104~109个，电子流在阳极负载上产生电信号；&5） 此信号由电子仪器记录和分析。&通常NaI（Tl）单晶&闪烁谱仪的能量分辨率以137CS的0.661MeV单能&射线为标准，它的值一般是10%左右，最好可达6~7%。【线性问题】&能量的线性就是指输出的脉冲幅度与带电粒子的能量是否有线性关系，以及线性范围的大小。&NaI（Tl）单晶的荧光输出在150KeV&E&U&6MeV的范围内和射线能量是成正比的。但是NaI（Tl）单晶&闪烁谱仪的线性好坏还取决于闪烁谱仪的工作状况。&单道是逐点改变甄别电压进行计数，测量不太方便而且费时，因而在本实验装置中采用了多道脉冲分析器。多道脉冲分析器的作用相当于数百个单道分析器与定标器，它主要由0~10V的A/D转换器和存储器组成，脉冲经过A/D转换器后即按高度大小转换成与脉高成正比的数字输出，因此可以同时对不同幅度的脉冲进行计数，一次测量可得到整个能谱曲线，既可靠方便又省时。&由于单能&射线所产生的这三种次级电子能量各不相同，甚至对康普顿效应是连续的，因此相应一种单能&射线，闪烁探头输出的脉冲幅度谱也是连续的。【实验内容】&1.NaI（Tl）单晶&闪烁谱仪整套装置的操作、调整和使用，调试一台谱仪至正常工作状态。&2.137Cs、60Co的&能谱，求出能量分辨率、峰康比、线性等各项指标，并分析谱形。&3.多道脉冲幅度分析器在NaI（Tl）单晶&谱测量中的数据采集及其基本功能。&4.处理（包括对谱形进行光滑、寻峰，曲线拟合等）。&5. 测量快速电子的动量。&6. 测量快速电子的动能。&7. 验证快速电子的动量与动能之间的关系符合相对论效应。 【实验装置】& 实验器材包括：①&放射源137Cs和60Co（强度&1.5微居里）；②200?mAl窗NaI（Tl）闪烁探头；③高压电源、放大器、多道脉冲幅度分析器。低本底伽玛&能谱仪工作时，探测器将不同能量的射线变成相应幅度的电脉冲并加以放大。放大的脉冲送到脉冲幅度分析器加以分离，然后由记录显示电路记录。它既可以测量&能谱，又可以测量总&照射量率。&能谱仪常用于测量岩石或地层的镭、钍、钾等含量。一般实验室用的多道&能谱仪，CIT-3000F低本底伽玛&能谱仪是 河北省虹宇仪器设备有限公司自行研发的新一代智能微机化低本底多道&谱仪。该仪器是各级质量技术& 监督检验部门、卫生防疫部门、环境保护、地质勘查、石材评价、科学研究和加工等单位进行226Ra、232Th、40K放射性& 比活度和氡气定量测试的必备检验仪器。低本底伽玛&能谱仪各项技术指标均符合中华人民共和国国家标准GB《建筑材料放射性核素限量》、GB《烧结普通砖》、GB《烧结空心砖和空心砌块》、GB《民用建筑工程室内环境污染控制规范》、GB/T14582-93《环境空气中氡的标准测量方法》等标准低本底伽玛&能谱仪测量是利用&能谱仪测量岩石或地层以及其他介质放射性元素某一特定能量的&射线（&能谱测量常用&射线有214 83Bi的1.76&10^6电子伏，232 90Th的2.62&10^6电子伏，40 19K的1.46 X 10^6电子伏的&射线），从而来测定放射性元素含量的一组方法。从应用的空间，&能谱测量分为航空&能谱测量，地面&能谱测量和&能谱测井以及水下&能谱测量等。近年来,在区域地质工作中常采用&能谱测量方法测定岩石或地层中的铀、钍、钾含量及其比值，划分岩体和地层。&【技术电话】010--
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